大跨度系杆拱桥动力特性和抗震性能研究

论文题目: 大跨度系杆拱桥动力特性和抗震性能研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 桥梁与隧道工程

作者: 李鹏

导师: 刘钊

关键词: 桥梁,系杆拱桥,简支式系杆拱桥,动力特性,抗震性能,减隔震设计

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 系杆拱桥是一种以系杆承受拱脚水平推力为特征的拱梁组合体系的拱桥。因此,它可以突破有推力拱桥对墩、台和地基要求甚高的限制,大大提高了其在不同场地条件的适用性,从而在国内外得以广为应用。大跨度系杆拱桥因其重心高、质量大,在地震作用下,桥墩所受到的作用比普通梁桥要大很多,因此有必要进行大跨度系杆拱桥的抗震设计研究。迄今为止,对系杆拱桥开展的动力特性和抗震性能研究大多都是结合具体工程进行的,而对其进行的系统研究还不是很多。在江苏省自然科学基金的资助下,本文对以下几个方面进行了研究。(1)讨论系杆拱桥的抗震设计特点,并提出了系杆拱桥的抗震设计步骤。(2)通过对比研究,系统探讨了大跨度系杆拱桥拱肋和吊杆形式变化对简支系杆拱桥的动力特性和抗震性能的影响,对拱肋及吊杆形式的选择提出了合理建议。研究表明,拱肋在面外的倾斜将提高系杆拱桥横向刚度,倾斜吊杆将增加系杆拱桥在面内的刚度。刚度增加会导致系杆拱桥在地震作用下的内力增大,设计中应予考虑。(3)对于大跨度系杆拱桥的纵向减震设计,提出采用粘滞流体阻尼器和滑动盆式支座联合使用的新方法,并对粘滞阻尼器的阻尼系数C进行了参数分析,最后讨论了墩高对系杆拱桥地震响应及设置阻尼器后减震效果的影响。研究显示,设置粘滞阻尼器能大大减小结构的地震响应,而阻尼参数的大小对减震效果影响很大,设计中应对其进行参数分析;随着桥墩高度的增加,结构的地震响应将有所下降,结构减震效果总体而言有下降的趋势。(4)对于大跨度系杆拱桥的横向减震设计,提出了四种设置粘滞阻尼器的方式,并对不同阻尼器布置方式在地震作用下的减震效果进行了比较,建议优先考虑在桥墩盖梁和结构端横梁之间设置阻尼器。研究表明,随着桥墩高度增加,系杆拱桥的横向地震响应有下降的趋势,上部结构及固定支座侧桥墩的减震效果随之增加。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 系杆拱桥特点和分类

1.2 应用及研究现状

1.3 问题的提出及本文的研究内容

参考文献

第二章系杆拱桥的抗震设计理论与特点

2.1 桥梁抗震方法简述

2.2 地震波的选用

2.3 系杆拱桥的抗震设计

2.4 本章小结

参考文献

第三章大跨度系杆拱桥不同结构形式对结构动力特性和抗震性能的影响

3.1 概述

3.2 模型建立

3.3 动力特性分析

3.4 地震反应分析

3.5 本章小结

参考文献

第四章采用粘滞流体阻尼器的系杆拱桥纵向减震设计研究

4.1 概述

4.2 消能减震的工作原理和特性

4.3 粘滞流体阻尼器的应用现状和力学特点

4.4 大跨度系杆拱桥的粘滞阻尼器纵向设置

4.5 动力特性及地震反应分析

4.6 本章小结

参考文献

第五章采用粘滞流体阻尼器的系杆拱桥横向减震设计研究

5.1 概述

5.2 系杆拱桥的粘滞阻尼器不同布置方式

5.3 粘滞阻尼器不同布置方式的减震效果比较

5.4 墩高的影响

5.5 本章小结

参考文献

第六章全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 大跨度系杆拱桥抗震设计建议

6.3 研究展望

作者攻读硕士期间发表的论文

致谢

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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